(57)【要約】【課題】回転伝達装置に組込まれた２方向ローラクラッチの回転方向ガタを小さくし、かつ係合ミスの発生を防止することである。【解決手段】入力軸１の外周に設けられた複数のカム面６と外輪２の内周に設けられた円筒面５との間に正転用ローラ７ａと逆転用ローラ７ｂとを組込んで両ローラ７ａ、７ｂを周方向に交互に配置する。入力軸１と外輪２との間に正転用ローラ７ａを保持する大径保持器８ａと逆転用ローラ７ｂを保持する小径保持器８ｂとを組込み、両保持器８ａ、８ｂをスイッチばね１４によって相反する方向に押圧する。スイッチばね１４に対して進退自在に設けられた制御プレート１９にスイッチばね１４を縮径状態に保持するカム部材２０を設け、その制御プレート１９を移動装置４０の作動により後退動させ、スイッチばね１４の拡径により大径保持器８ａと小径保持器８ｂとを相反する方向に回動させて正転用ローラ７ａと逆転用ローラ７ｂとをスタンバイ位置に配置させ、２方向ローラクラッチの回転方向ガタを小さくする。【選択図】  図１
2005061423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸とその外側に設けた外輪とを相対的に回転自在に支持し、入力軸の外周と外輪の内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でくさび形空間を形成する複数のカム面を設け、各カム面と円筒面間に正転用ローラ又は逆転用ローラを組込んで正転用ローラと逆転用ローラとを周方向に交互に配置し、前記入力軸と外輪間に径の異なる一対の保持器を組込み、一方の保持器によって正転用ローラを保持すると共に、他方の保持器によって逆転用ローラを保持し、前記一方の保持器と他方の保持器とを周方向に押圧すると共に、逆方向に押圧するスイッチばねを設け、そのスイッチばねに対して進退自在に設けられた制御プレートに、その制御プレートの前進時にスイッチばねを縮径させて各ローラを中立位置に変位させると共に、制御プレートの後退時にスイッチばねを自己の弾性により拡径させて、各ローラを円筒面およびカム面に接触する位置またはその接触位置に近接する位置のスタンバイ位置に変位させるカム部材を設け、前記制御プレートを進退させる移動手段を設けた回転伝達装置。
【請求項２】
前記移動手段が、前記外輪の端部に取付けられたロータと、そのロータに対向配置され、通電によりロータに制御プレートを吸着させる電磁石と、制御プレートをスイッチばねに向けて押圧する離反ばねとから成る請求項１に記載の回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の動力伝達経路において、駆動力の伝達と遮断とを行う回転伝達装置、特に、ローラを係合子として利用した回転伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転伝達装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この回転伝達装置は、入力軸とその外側に設けられた外輪との間に２方向ローラクラッチを組込み、その２方向ローラクラッチのオン、オフを電磁クラッチにより制御して、入力軸から外輪への回転トルクの伝達と遮断とを行なうようにしている。
【０００３】
図１６は上記回転伝達装置に組込まれた２方向ローラクラッチを示す。この２方向ローラクラッチは、入力軸５０の外側に設けられた外輪５１の内周に円筒面５２を形成し、入力軸５０の外周には上記円筒面５２との間でくさび形空間を形成するカム面５３を設け、そのカム面５３と円筒面５２との間にローラ５４を組込み、そのローラ５４を保持器５５で保持している。
【０００４】
保持器５５は図示省略したスイッチばねによってローラ５４が円筒面５２とカム面５３に係合解除された中立位置に保持されている。
【０００５】
回転伝達装置においては、電磁クラッチの電磁コイルへの通電により、外輪５１と保持器５５とを結合し、その保持器５５と入力軸５０の相対回転によりローラ５４をくさび形空間の一方の狭小部に向けて移動させて円筒面５２とカム面５３に係合させ、そのローラ５４を介して入力軸５０の回転トルクを外輪５１に伝えるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３３６７９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の回転伝達装置の２方向ローラクラッチにおいて、ローラ５４が例えば図１７に示すように、くさび形空間の向かって右側の狭小部に押し込まれて入力軸５０の矢印で示す方向の回転を外輪５１に伝達した状態で、入力軸５０と外輪５１の回転数の大小関係、あるいは、トルクの大小関係のバランスが逆転すると、ローラ５４は同図の左側に移動してくさび形空間の左側の狭小部に押し込まれることになる。
【０００８】
このときのローラ５４の移動角θは、カム面５３の円周方向の幅寸法、ローラ５４の外径、円筒面５２の内径等により幾何学的に決まる値であって２方向ローラクラッチの回転方向のガタとなり、ガタを嫌うアプリケーションには適応できない。
【０００９】
一方、上記幾何学的寸法を変更して移動角θを極力小さくすると、ローラ５４と円筒面５２間の半径方向すきまδ１  が小さくなり、上記すきまδ１  間に介在する潤滑油によってローラ５４に引きずりトルクが発生し、ローラ５４が円筒面４２およびカム面５３に不必要に係合して２方向ローラクラッチに係合ミスが発生するという問題が生じる。
【００１０】
この発明の課題は、回転伝達装置における２方向ローラクラッチ係合時の回転方向ガタを小さくすること、および２方向ローラクラッチの係合ミスの発生を防止することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、入力軸とその外側に設けた外輪とを相対的に回転自在に支持し、入力軸の外周と外輪の内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間でくさび形空間を形成する複数のカム面を設け、各カム面と円筒面間に正転用ローラ又は逆転用ローラを組込んで正転用ローラと逆転用ローラとを周方向に交互に配置し、前記入力軸と外輪間に径の異なる一対の保持器を組込み、一方の保持器によって正転用ローラを保持すると共に、他方の保持器によって逆転用ローラを保持し、前記一方の保持器と他方の保持器とを周方向に押圧すると共に、逆方向に押圧するスイッチばねを設け、そのスイッチばねに対して進退自在に設けられた制御プレートに、その制御プレートの前進時にスイッチばねを縮径させて各ローラを中立位置に変位させると共に、制御プレートの後退時にスイッチばねを自己の弾性により拡径させて、各ローラを円筒面およびカム面に接触する位置またはその接触位置に近接する位置のスタンバイ位置に変位させるカム部材を設け、前記制御プレートを進退させる移動手段を設けた構成を採用したのである。
【００１２】
上記のように構成すれば、移動手段によって制御プレートをスイッチばねから離反する方向に後退動させると、スイッチばねが自己の弾性により拡径して一対の保持器を相反する方向に回動させるため、正転用ローラおよび逆転用ローラの双方のローラが円筒面およびカム面と接触する位置または接触位置から中立位置に少し片寄った位置のスタンバイ位置に変位されることになり、それより入力軸が回転すると、正転用ローラ又は逆転用ローラが円筒面およびカム面に直ちに係合し、その係合によって入力軸の回転が外輪に伝達される。
【００１３】
このように、制御プレートを後退動させると、正転用ローラと逆転用ローラとがスタンバイ位置に変位されるため、２方向ローラクラッチの回転方向ガタを極力小さくすることができる。
【００１４】
また、正転用ローラおよび逆転用ローラの中立状態において、各ローラと外輪の内周間に適切な大きさの半径方向すきまを確保することが可能である。このため、その半径方向すきまに介在する潤滑油によって各ローラに引きずりトルクが付与されることもないため、係合ミスの発生を未然に防止することができ、２方向ローラクラッチを精度よく動作させることができる。
【００１５】
この発明に係る回転伝達装置において、移動手段として前記外輪の端部に取付けられたロータと、そのロータに対向配置され、通電によりロータに制御プレートを吸着させる電磁石と、制御プレートをスイッチばねに向けて押圧する離反ばねとから成るものを採用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図１４に基づいて説明する。図１乃至図８は、この発明に係る回転伝達装置の第１の実施形態を示す。図１に示すように、入力軸１とその外側に設けられた外輪２とは軸受３を介して相対的に回転自在に支持されている。
【００１７】
図１および図２に示すように、入力軸１は外輪２内に位置する部分に大径のカムリング部４を有し、そのカムリング部４の外周には外輪２の内周に形成された円筒面５との間でくさび形空間を形成する複数のカム面６が周方向に間隔をおいて設けられている。
【００１８】
各カム面６と円筒面５との間には正転用ローラ７ａ又は逆転用ローラ７ｂが組込まれている。正転用ローラ７ａと逆転用ローラ７ｂとは周方向に交互に配置されている。
【００１９】
入力軸１と外輪２との間には、径の異なる二つの保持器８ａ、８ｂが組込まれ、その大径保持器８ａには各正転用ローラ７ａを収容する複数のポケット９と、逆転用ローラ７ｂの周方向の移動を許容する複数の窓１０が周方向に交互に設けられている。
【００２０】
一方、小径保持器８ｂには逆転用ローラ７ｂを収容する複数のポケット１１と、正転用ローラ７ａの周方向の移動を許容する複数の窓１２が周方向に交互に設けられている。
【００２１】
図１および図３に示すように、カムリング部４の端面にはばね収納凹部１３が形成され、そのばね収納凹部１３内にスイッチばね１４が組込まれている。
【００２２】
スイッチばね１４はＣ字形をなし、その両端には外向きに第１押圧片１５ａと第２押圧片１５ｂとが設けられている。第１押圧片１５ａと第２押圧片１５ｂとは長さが相違し、長さの長い第１押圧片１５ａはばね収納凹部１３の周壁に形成された窓１３ａおよび小径保持器８ｂの端面に形成された切欠部１６ａから大径保持器８ａの端面に設けられた切欠部１７ａに挿入されて、第１押圧片１５ａの周方向の移動で大径保持器８ａを周方向に移動させる。また切欠部１６ａは大径保持器８ａに対して小径保持器８ｂが周方向に移動しても、第１押圧片１５ａと干渉しない程度の幅を持つ。
【００２３】
一方、第２押圧片１５ｂは窓１３ａから小径保持器８ｂの端面に設けられた切欠部１６ｂ内に挿入されて、第２押圧片１５ｂを周方向に移動させることで、小径保持器８ｂを周方向に移動させる。また、上記第２押圧片１５ｂが小径保持器８ｂを押圧する方向は第１押圧片１５ａが大径保持器８ａを押圧する方向に対して逆向きになっている。
【００２４】
カムリング部４の端面には、スイッチばね１４の第１押圧片１５ａと第２押圧片１５ｂ間に配置される突起部１８が設けられている。スイッチばね１４は、上記突起部１８に対する第１押圧片１５ａおよび第２押圧片１５ｂの当接によって大径保持器８ａ、小径保持器８ｂのカムリング部４との相対回転を不能とし、ローラ７ａ又は７ｂが円筒面５とカム面６で形成されるくさび形空間に入り、係合ミスの発生が防止される。
【００２５】
図１および図５に示すように、外輪２の端部内にはスイッチばね１４に対向して環状の制御プレート１９が設けられている。
【００２６】
制御プレート１９のスイッチばね１４に対向する面にはカム部材２０が設けられ、そのカム部材２０とカムリング部４の端面に設けられた回り止め溝２１の嵌合によって制御プレート１９は入力軸１に対して回り止めされ、かつスイッチばね１４に対して進退自在とされている。
【００２７】
図４に示すように、カム部材２０は角枠状とされ、その内側にスイッチばね１４の第１押圧片１５ａと第２押圧片１５ｂが挿入されている。このカム部材２０の内側には、第１押圧片１５ａおよび第２押圧片１５ｂに対応して傾斜面２２ａ、２２ｂが設けられている。傾斜面２２ａ、２２ｂは相反する方向に傾斜している。
【００２８】
上記カム部材２０は制御プレート１９がスイッチばね１４にむけて前進動する際に傾斜面２２ａ、２２ｂで第１押圧片１５ａと第２押圧片１５ｂを互に接近する方向に押圧してスイッチばね１４を縮径させるようになっている。また、制御プレート１９の後退時には第１押圧片１５ａと第２押圧片１５ｂの押圧を解除して、スイッチばね１４の拡径を許容すると共に、所定の拡径状態に保持するようになっている。
【００２９】
ここで、スイッチばね１４が拡径する際、大径保持器８ａおよび小径保持器８ｂは第１押圧片１５ａおよび第２押圧片１５ｂで押圧されて相反する方向に回転し、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂのそれぞれがスタンバイ位置に保持される。
【００３０】
第１の実施形態におけるスタンバイ位置は、図８に示すように、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂが円筒面５およびカム面６に接触する位置から中立位置に極く僅か片寄った位置である。
【００３１】
図１および図５に示すように、制御プレート１９は移動装置４０によって進退動される。移動装置４０は、制御プレート１９に対向配置されて外輪２に支持された磁性体から成るロータ４１と、そのロータ４１に対向配置された電磁石４２と、前記ロータ４１と制御プレート１９間に組込まれた離反ばね４３とから成り、前記電磁石４２の電磁コイル４２ａに対する通電によりロータ４１が制御プレート１９を吸着する作用によって制御プレート１９を後退動させるようにしている。また、電磁コイル４２ａに対する通電の遮断時に離反ばね４３の押圧により制御プレート１９を前進動させるようにしている。
【００３２】
第１の実施形態で示す回転伝達装置は上記の構造から成り、電磁石４２の電磁コイル４２ａに対する通電の遮断時、制御プレート１９は離反ばね４３で押圧されて前進位置で停止保持され、スイッチばね１４の第１押圧片１５ａおよび第２押圧片１５ｂは、図５に示すように、カム部材２０により互に離反する方向に移動するのが防止される。
【００３３】
このため、スイッチばね１４は縮径状態に保持され、図２に示すように、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂは中立位置に保持されている。
【００３４】
したがって、入力軸１の回転は外輪２に伝達されず、入力軸１のみがフリー回転する。
【００３５】
入力軸１のフリー回転時、電磁石４２の電磁コイル４２ａに通電すると、制御プレート１９がロータ４１に吸着され、制御プレート１９は離反ばね４３の弾性に抗して後退する。
【００３６】
図６は制御プレート１９が後退した状態を示し、その制御プレート１９の後退によりカム部材２０は第１押圧片１５ａおよび第２押圧片１５ｂの押圧を解除する。
【００３７】
このため、スイッチばね１４は自己の弾性により拡径し、第１押圧片１５ａおよび第２押圧片１５ｂの押圧により、大径保持器８ａおよび小径保持器８ｂは相反する方向に回転し、図７に示すように、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂはスタンバイ位置に保持される。
【００３８】
このため、入力軸１が図７の矢印方向に極く僅か回転すると、正転用ローラ７ａが円筒面５およびカム面６に直ちに係合すると共に、入力軸１が図７の矢印と反対方向に極くわずか回転すると逆転用ローラ７ｂが円筒面５およびカム面６に係合することになり、各ローラ７ａ又は７ｂの係合によって入力軸１の回転が外輪２に伝達される。
【００３９】
このように、制御プレート１９を後退動させると、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂがスタンバイ位置に変位されるため、回転方向ガタのきわめて小さい２方向ローラクラッチを得ることができると共に、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂの中立位置において、各ローラ７ａ、７ｂと円筒面５間に比較的大きな半径方向すきまを確保することが可能である。したがって、上記半径方向すきまに介在する潤滑油によってローラ７ａ、７ｂに引きずりトルクが負荷されるのを防止することができ、２方向ローラクラッチに係合ミスが発生するのを未然に防止することができる。
【００４０】
ここで、正転用ローラ７ａ又は逆転用ローラ７ｂの係合状態において、電磁石４２の電磁コイル４２ａに対する通電を解除すると、離反ばね４３の押圧によって制御プレート１９が前進し、スイッチばね１４の第１押圧片１５ａおよび第２押圧片１５ｂがカム部材２０の傾斜面２２ａ、２２ｂで押されて互に接近する方向に移動し、大径保持器８ａおよび小径保持器８ｂが相対的に逆方向に回転して、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂが図２に示す中立位置に保持される。
【００４１】
第１の実施形態で示す回転伝達装置においては、正転用ローラ７ａおよび逆転用ローラ７ｂのスタンバイ位置を円筒面５およびカム面６に接触する位置から中立位置に極く僅か片寄った位置としたが、円筒面５およびカム面６に接触する位置をスタンバイ位置としてもよい。
【００４２】
図９乃至図１１はこの発明に係る回転伝達装置の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態では、第１スイッチばね２３ａによって正転用ローラ７ａがスタンバイ位置に配置される方向に大径保持器８ａに回転力を付与すると共に、第２スイッチばね２３ｂによって逆転用ローラ７ｂがスタンバイ位置に配置される方向に小径保持器８ｂに回転力を付与するようにしている点で第１の実施形態で示す回転伝達装置と相違している。
【００４３】
上記のように、２つのスイッチばね２３ａ、２３ｂを用いる回転伝達装置においては、制御プレート１９に、第１スイッチばね２３ａに対応して第１カム部材２４ａを設けると共に、第２スイッチばね２３ｂに対応して第２カム部材２４ｂを設けるようにする。この場合、第１カム部材２４ａおよび第２カム部材２４ｂには図１１（Ｉ）、（ＩＩ）に示すように、第１スイッチばね２３ａおよび第２スイッチばね２３ｂの両端に設けられた２つの押圧片２５ａ、２５ｂの一方の押圧片を他方の押圧片に向けて移動させるカム面２６のみを設けるようにする。
【００４４】
図１２乃至図１４は、この発明に係る回転伝達装置の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態で示す回転伝達装置においては、入力軸１の外周に円筒面２７を設け、外輪２の内周に上記円筒面２７との間でくさび形空間を形成するカム面２８を設けている点で第１の実施形態で示す回転伝達装置と相違している。
【００４５】
第３の実施形態で示すように、入力軸１に円筒面２７を形成し、外輪２にカム面２８を形成する場合は、外輪２に回り止め溝２９を設け、制御プレート１９に設けられたカム部材２０をその回り止め溝２９に嵌合して、外輪２に対して制御プレート１９を回り止めすると共に軸方向に移動可能とする。
【００４６】
また、外輪２にばね収納凹部３０を設け、そのばね収納凹部３０にスイッチばね３１を組込み、そのスイッチばね３１の両端から内向きに長さの異なる第１押圧片３２ａと第２押圧片３２ｂとを設け、第１押圧片３２ａによって大径保持器８ａに形成された切欠部１７ａの一方の端面を図１４の矢印方向に押圧すると共に、第２押圧片３２ｂによって小径保持器８ｂに形成された切欠部１６ｂの他方の端面を図１４の矢印で示す方向に押圧する。
【００４７】
なお、各実施の形態において、スイッチばねの第１押圧片１５ａ、１５ｂの長さを同じにし、大径保持器８ａに第２押圧片１５ｂを挿入し、大径保持器８ａ、小径保持器８ｂが周方向に移動しても干渉しない幅をもつ切欠部を設けてもよい。
【００４８】
また、傾斜面２２ａ、２２ｂを制御プレート１９が後退動した際にローラ７ａ、７ｂが中立位置となり、前進動した際にローラ７ａ、７ｂがスタンバイ位置となるように傾斜面２２ａ、２２ｂを設定してもよい。この場合、図１５に示すように、制御プレート１９とロータ４１の間に摩擦トルクの発生を抑えるスラスト軸受２３を必要とし、スタンバイ時に制御プレート１９と外輪２の端面２ａとの間で摩擦トルクを発生させ係合させる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては移動手段の作動によって制御プレートを後退動させると、スイッチばねが自己の弾性により拡径して一対の保持器が相反する方向に回動し、その一対の保持器の回動によって正転用ローラおよび逆転用ローラがスタンバイ位置に変位されるため、２方向ローラクラッチの回転方向ガタをきわめて小さくすることができる。
【００５０】
また、正転用ローラと逆転用ローラの中立位置において、その両ローラと外輪の内周間に適切な大きさの半径方向すきまを確保することが可能であり、上記半径方向すきまに介在する潤滑油によって両ローラに引きずりトルクが付与されることもないため、２方向ローラクラッチに係合ミスが発生することもなく、上記２方向ローラクラッチを精度よく作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る回転伝達装置の第１の実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
【図３】図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線に沿った断面図
【図４】制御プレートを示す斜視図
【図５】図１に示す制御プレート部分を拡大して示す断面図
【図６】図５の作動状態を示す断面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図
【図８】正転用ローラおよび逆転用ローラのスタンバイ状態を示す断面図
【図９】この発明に係る回転伝達装置の第２の実施形態を示す縦断正面図
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図１１】（Ｉ）は図１０に示す第１カム部材の平面図、（ＩＩ）は第２カム部材の底面図
【図１２】この発明に係る回転伝達装置の第３の実施形態を示す断面図
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図
【図１５】この発明に係る回転伝達装置の他の例を示す断面図
【図１６】従来の回転伝達装置における２方向ローラクラッチの断面図
【図１７】図１６の２方向ローラクラッチの係合状態を示す断面図
【符号の説明】
１  入力軸
２  外輪
５  円筒面
６  カム面
７ａ  正転用ローラ
７ｂ  逆転用ローラ
８ａ  大径保持器
８ｂ  小径保持器
１９  制御プレート
２０  カム部材
２３ａ  第１スイッチばね
２３ｂ  第２スイッチばね
４０  移動装置
４１  ロータ
４２  電磁石
４３  離反ばね
【図１】
2005061423.tif 000003
【図２】
2005061423.tif 000004
【図３】
2005061423.tif 000005
【図４】
2005061423.tif 000006
【図５】
2005061423.tif 000007
【図６】
2005061423.tif 000008
【図７】
2005061423.tif 000009
【図８】
2005061423.tif 000010
【図９】
2005061423.tif 000011
【図１０】
2005061423.tif 000012
【図１１】
2005061423.tif 000013
【図１２】
2005061423.tif 000014
【図１３】
2005061423.tif 000015
【図１４】
2005061423.tif 000016
【図１５】
2005061423.tif 000017
【図１６】
2005061423.tif 000018
【図１７】
2005061423.tif 000019